[其他]電液伺服激振裝置

在審

• 申請號: 101986000005899
• 申請日: 1986-09-09
• 公開（公告）號: CN1005899B
• 公開（公告）日: 1989-11-29
• 發明（設計）人: 于勁前;胡寶生;李洪人;裴潤;周連山
• 申請（專利權）人: 國家地震局工程力學研究所;哈爾濱工業大學
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄭松宇;李毅

本發明涉及一種電液伺服激振裝置，它包括控制裝置、控制裝置控制的伺服閥和由伺服閥控制的激振器。激振器主要由活塞軸、活塞套（缸體）組成。激振器中活塞套套在活塞軸上，它們之間設置了兩個工作腔，活塞套和活塞軸均裝在一個箱體中，活塞軸固定于與試驗對象相連的箱體上，而活塞套相對于活塞軸是可以移動的。該激振器結構緊湊、體積小，安裝方便、易于控制、調整，特別是不需要額外的反力支點，如反力墻或懸掛的重物。

本發明涉及一種電液伺服激振裝置，它包括控制裝置，例如計算機、模擬控制器，由它們控制的伺服閥及由伺服閥控制的以壓力流體介質為動力源的激振器，激振器主要由活塞軸、活塞套（缸體）組成。

迄今為止最常用的機械偏心式激振器具有結構簡單，造價低的優點，但它的精度低，只能產生正弦波的激振力，頻帶窄、體積和自重較大，安裝需要的空間較大，使其應用范圍受到很大限制，尤其是它無法滿足對試件實施多點激振以獲得純模態時對激振器提出的要求，因多個機械偏心式激振器實現同步調整十分困難。

通用的電磁式激振器雖然精度高控制方便，但其低頻特性不好，當低頻出力要求大時外型尺寸及重量均非常大且效率低，因此很少用于原型試件及地震工程。

為克服上述缺點近年發展了電液伺服激振器，這種激振器以壓力流體介質為動力源，通過伺服閥對激振器進行控制，低頻特性好，可實現任意波形的激振，特別是能滿足多點激振對各激振器進行控制的要求。

已知的一個這種類型的激振裝置見于1979年11屆海底勘探技術年會論文“深水平臺的強迫振動試驗”一文中。該激振裝置如圖1所示由液壓伺服激振器、伺服控制器和控制裝置組成。激振器的一端由活塞軸通過測力元件與懸吊的大質量塊固定連接，大質量塊使用柔性金屬鏈懸吊，激振器的另一端由缸體與平臺臺面上的支架根部鉸接，缸體與活塞軸之間設置有位移傳感器，位移傳感器的輸出訊號與伺服閥的輸入訊號相比較，實現對激振器的控制。激振器工作時以懸吊的大質量塊作為反力支點通過缸體將質量塊運動時的慣性力傳遞給試件。質量塊的運動可以是正弦的，也可以是任意波形的，因此試件可獲得相應的激振力。

另一種方案如圖2所示，該裝置的組成和結構原理與圖1所示裝置基本相同，只是作為反力支點的大質量塊由懸吊式改為滾動式。該試件為一水壩。

上述的已知電液伺服激振器雖然在某些方面可以彌補機械偏心式激振器和電磁式激振器的不足，但它在使用時必須依賴反力墻或相當于反力墻的大質量塊作為支點，因此試驗所要求的輔助裝置十分龐大，這尤其在多點激振的情況下，使試驗工作復雜化而且耗資大，在某些無法安裝質量塊的情況下甚至不能應用。

本發明的目的是提供一種新型的電液伺服激振裝置，它能克服機械偏心激振器和電磁式激振器的缺點，具有低頻特性好、出力大、可輸出任意波形的激振力的特點，而且與現有的電液伺服激振器相比，它不需要反力墻，因此附加設備少安裝方便。

達到上述目的的本發明電液伺服激振裝置的特點為：

激振器中活塞套在活塞軸上，它們之間設置了兩個工作腔，活塞軸固定于與試驗對象相連的箱體上，而活塞套相對于活塞軸是可以移動的。

活塞軸在其一端或兩端通過力傳感器安裝于箱體上，由此測出試件所得到的激振力大小、頻率和波形。為保證力傳感器在工作過程始終處于受力狀態安裝時施以一定的預緊力。

為減小振動時對伺服閥的調節精度造成的影響，安裝時使伺服閥閥芯軸線與垂直于活塞軸的平面之夾角在-45～+45度的范圍內。

為了使箱體能夠全部密封以利于在水下作業，伺服閥可裝在箱體內的活塞軸上。

為了使結構緊湊，通往工作腔的油路設置在活塞軸中。

所述控制裝置是根據工作時測得的各種信號，經過處理、比較后對伺服閥進行控制的，為此在活塞套上安裝了加速度、速度和位移傳感器或僅安裝其中之一種或兩種。同樣，在箱體上也安裝了加速度、速度和位移傳感器，或僅安裝其中一種或兩種。為了補償溫度對系統帶來的影響，還安裝了溫度傳感器。這些傳感器的輸出信號均輸給控制裝置。